快速的磁場變化速率必須依靠快循環(huán)電源，但傳統(tǒng)電源在快循環(huán)狀態(tài)下工作，會對電網(wǎng)造成嚴(yán)重沖擊。為解決這一問題，近代物理所提出了全儲能非諧振大功率電源新技術(shù)。這項技術(shù)能把磁鐵負(fù)載中的能量回收到電源，方便下一次脈沖使用，既降本增效，又節(jié)能減排。

快循環(huán)真空室是PREF的另一個挑戰(zhàn)。

解決方案有兩種：一種是薄壁加筋，另一種是全陶瓷真空室。

“前者是給0.3毫米厚的不銹鋼真空室外側(cè)焊上一圈加強筋，效果很好，但要用一種特制鋼材，國內(nèi)沒有生產(chǎn)廠家。而后者，又沒有一體成型大尺寸陶瓷真空室制作技術(shù)，用現(xiàn)有技術(shù)會發(fā)生漏氣。”申國棟說。

怎么破題？

2019年初，近代物理所加速器中心主任、強流重離子加速器裝置（HIAF）總工程師楊建成帶領(lǐng)團隊吃起了“螃蟹”。

技術(shù)攻關(guān)討論會上，團隊成員“腦洞大開”——既然能在真空室的外面加筋，為什么不能在里面加？就像城門洞里的拱券，應(yīng)該特別結(jié)實。

團隊用了3年時間，創(chuàng)新性提出陶瓷內(nèi)襯真空室方案。經(jīng)過3次技術(shù)迭代升級，他們最終制作出鈦合金內(nèi)襯極高真空室。

團隊成員合影

這個方案得到了歐洲核子研究中心資深技術(shù)專家弗里茨·卡斯珀斯的贊賞。他建議以“China Dragon”（中國龍）為真空室命名。

當(dāng)記者提出“很想目睹它的真容”時，阮爽笑起來：“真空室在磁鐵里嵌著，而鈦合金內(nèi)襯骨架在真空室里，看不到。”

三個愿望

離開加速器大廳返回地面，記者又來到中央控制室。這里有電源、高頻功率源、束診與真空等遠(yuǎn)程操控設(shè)備，以及水冷通風(fēng)、控制網(wǎng)絡(luò)、輻射防護(hù)等實時監(jiān)測系統(tǒng)，運行井然有序。

在中央控制室，記者見到了加速器總體室助理研究員姚麗萍。她和阮爽從蘭州來到新疆，已經(jīng)在這里工作了大半年。

“只有練好‘基本功’、打好‘配合戰(zhàn)’，才能把事情做漂亮。我經(jīng)常想起楊主任的這番話。”姚麗萍說。

在蘭州坐鎮(zhèn)指揮的楊建成對此并不否認(rèn)：“我要求高，說話又直，對他們非常苛刻。他們都已經(jīng)習(xí)慣了?！?

苛刻，源于刻骨的教訓(xùn)?！拔覀兊谝淮卧诟拭C武威調(diào)試裝置，犯了很多低級錯誤?！逼渲杏袀€錯，楊建成足足用了半年時間才找出來。

從那以后，為保證設(shè)備上線順利，每個測試環(huán)節(jié)都要反復(fù)多次。在楊建成的嚴(yán)格要求下，加速器團隊膽大心細(xì)，善打硬仗。

2023年3月，工藝設(shè)備進(jìn)場安裝；8月9日測試完成，準(zhǔn)備調(diào)試出束。憑借以往經(jīng)驗，楊建成和團隊做好了“大干3個月”的準(zhǔn)備。

孰料，當(dāng)天就傳來好消息：PREF建成出束，不僅成功實現(xiàn)質(zhì)子的高效均勻引出，更能滿足器件照射需求，可以為我國空間輻射效應(yīng)研究提供先進(jìn)的實驗平臺。

接到報喜電話時，楊建成從蘭州搭乘的前往烏魯木齊的飛機剛剛著陸。“原本準(zhǔn)備再給團隊助把力，沒想到他們給我一個這么大的驚喜！”

那一刻，常年繃著一根弦的楊建成終于得到片刻放松。他跟團隊成員開起玩笑：“那我現(xiàn)在是不是就可以回去了？”掛斷電話，楊建成鼻頭一酸：“項目是給航天用的，這些年從來沒有松懈過?！?

奮斗不息，創(chuàng)新不止。接下來，楊建成計劃結(jié)合人工智能等技術(shù)，對PREF進(jìn)行深入的規(guī)劃。

他有三個愿望：讓非專業(yè)人員也能操作PREF；把它做成標(biāo)準(zhǔn)化模塊，用戶可直接購買；結(jié)合新原理、新技術(shù)、新材料，讓它繼續(xù)變小，加速推廣應(yīng)用步伐。

“相信再有10年，我們質(zhì)子加速器的研究水平一定能站在國際前沿，造福全人類！”展望未來，楊建成的話語擲地有聲。

（科技日報記者 王迎霞 頡滿斌）